[發明專利]一種伺服電機驅動連桿式可變自由度簡易涂裝作業機械臂

在審

• 申請號: 201611068621.9
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106695774A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: B25J9/12
• 分類號: B25J9/12;B25J5/00;B05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機械領域，特別是一種伺服電機驅動連桿式可變自由度簡易涂裝作業機械臂。

背景技術

這幾年來，由于勞動力市場的人員緊缺，人力成本逐年攀升，促進了涂裝作業機械臂在涂裝作業中的廣泛應用。涂裝作業機械臂有機械式和液壓式兩種類型，目前涂裝作業機械臂的機械臂大多數是液壓驅動，由于液壓傳動采用液壓油作為傳遞動力的介質，存在以下問題：其起動性較差，容易因為內部元件磨損后產生泄漏，而且泄漏的液壓油會污染環境；液壓油受溫度影響較大，總效率較低，有時有噪音和振動。有時會出現過熱，工作無力等現象；液壓元件加工精度要求高，裝配要求嚴格，制造較為困難，使用中維修保養要求技術較高，難度較大。隨著涂裝作業機械臂功能的增加，其液壓系統越來越復雜，出現故障更具有突然性、隱蔽性。機械式涂裝作業機械臂是利用機械傳動件實現涂裝作業動作，具有堅固耐用等優點，但是傳統的單自由度機械式涂裝作業機械臂不能完成復雜的動作，應用范圍十分有限，機械式可控機構電動涂裝作業機械臂，用連桿機構取代了液壓傳動，當主動桿由伺服電機驅動時，容易實現自動化、數控化控制，解決了液壓系統存在的一些不足，但存在需要配備與連桿機構自由度同等數量的控制電機來進行控制結構復雜帶來的機構重量、運動慣量大和成本高的問題。

變自由度機構通過組合出新的拓撲結構來適應不同階段的功能要求。目前能應用于 實際的變自由度機構還很少，未見到過應用于涂裝作業機械臂的變自由度機構。

發明內容

本發明的目的在于提供一種伺服電機驅動連桿式可變自由度簡易涂裝作業機械臂，克服液壓式涂裝作業機械臂液壓系統元件精度要求高、結構復雜、易漏油等缺點，克服開鏈結構的驅動電機都需要安裝在關節位置的缺點，并使得可控驅動電機的數量小于涂裝作業機械臂連桿機構的自由度，克服現有機械式電動涂裝作業機械臂構需要配備與連桿機構自由度同等數量的控制電機來進行控制的缺點，簡化結構的復雜程度，降低機構的重量、運動慣量、體積和成本。為實現上述目的，本發明提供了一種伺服電機驅動連桿式可變自由度簡易涂裝作業機械臂，包括底座1、大臂17、手腕連桿俯仰機構、手腕21、噴嘴22、伺服驅動裝置以及第一鎖緊裝置8、第二鎖緊裝置16；所述手腕連桿俯仰機構由手腕連桿和俯仰機構組成，所述手腕連桿通過同軸的第九轉動副19和第十轉動副20連接到大臂17上，所述俯仰機構由主動件3、第一連桿5、第二連桿10和第三連桿9組成，主動件3一端通過第一轉動副2連接到底座1上，另一端通過第二轉動副4與第一連桿5連接；第一連桿5另一端通過第三轉動副6連接到第二連桿10上；第二連桿10另兩端分別通過第五轉動副11與手腕連桿12連接，通過第四轉動副7與第三連桿9連接。第三連桿9通過第六轉動副18與大臂17連接， 所述第一鎖緊裝置8、第二鎖緊裝置16分別安裝在第四轉動副7、第七轉動副15上，按照機構不同的工況進行適時鎖緊；伺服驅動裝置包括第一伺服電機，與主動桿3連接以驅動其轉動； 第一鎖緊裝置8、第二鎖緊裝置16采用電磁方式進行鎖緊。

本發明一種伺服電機驅動連桿式可變自由度涂裝作業機械臂采用可控多桿閉鏈機構，克服了開鏈結構的驅動電機都需要安裝在關節位置的缺點，提高了手臂運行的平穩性和可靠性，無累積誤差，精度較高；結構緊湊，剛度高，承載能力大、慣量低、動態性能好、手臂運動軌跡靈活多樣化。在連桿機構上加裝鎖緊裝置，并讓其根據機構的不同工況鎖緊和放松特定的轉動副，適時降低了機構的自由度，實現了在完成預期要求的情況下，使用的可控驅動電機的數量小于涂裝作業機械臂連桿機構的自由度，利用兩主動桿即可實現三自由度涂裝作業作業，克服現有涂裝作業機械臂需要配備與連桿機構自由度同等數量的控制電機來進行控制的缺點,簡化結構的復雜程度，降低機構的重量、運動慣量、體積和成本，增加了機構的可控性和穩定性，提高了工作效率。同時也克服了液壓式涂裝作業機械臂液壓系統元件精度要求高、結構復雜、易漏油、可靠性差、傳動效率低等缺點。

附圖說明

圖1為本發明所述的一種伺服電機驅動連桿式可變自由度簡易涂裝作業機械臂的結構示意圖。

具體實施方式